3.1.3 Анимационная графика

Это одна из современных форм представления графики в электронных публикациях. На первый взгляд анимация подобна видеофильму, но она принципиально отличается от него, так как имеет дело с неодушевленными рисованными объектами. Последовательное воспроизведение связанных изображений с частотой, превышающей частоту слияния мельканий, приводит к эффекту слитного представления динамики изменения изображений. Каждое изображение в анимации выступает в виде кадра. Изображения кадров могут создаваться в среде традиционных графических пакетов, поддерживающих формат GIF, и включать фоновые изображения и рисованные объекты. Например, в графической программе Photoshop (версия 4.0 и выше) отдельные кадры создаются по слоям.

К программам анимации графики для Web можно отнести: Animagic GIF (Right to Left Software), GIF Construction Set (Alchemy Mindworks), Microsoft GIF Animator (Microsoft), PhotoImpact GIF Animator (Ulead Systems), VideoCraft GIF Animator (Andover Advanced Technologies), WebImage for Windows 95 (Group 42) и многие другие.

Процесс создания анимации можно разделить на две важные составляющие - собственно ее создание и затем оптимизация. Процесс создания включает отбор последовательности кадров и добавление их к создаваемому GIF-файлу. При этом анимационные программы Ulead, Alchemy Mindworks и Microsoft позволяют добавлять кадры не из графического файла, а из буфера обмена. В результате происходит трансформация изображения по мере следования кадров и нет необходимости сохранять каждый кадр.

После того как кадры собраны в один файл, начинается расстановка управляющих блоков. После окончания компоновки мультфильма файл можно вставить в электронный документ как обычное изображение.

Программные средства создания анимаций, как правило, требуют большого объема памяти компьютера. Например, пакет трехмерной анимации 3D-Studio занимает порядка 600 Мбайт памяти на винчестере ПЭВМ. Поэтому для проигрывания анимации создается специальный управляющий файл (обычно с расширением *. exe) гораздо меньшего объема.

Любое изображение в компьютерной графике кодируется в виде образно-пространственного представления его элементов. При этом текущее местоположение каждого объекта изображения или его элементов задается соответствующими координатами. Поэтому появляется возможность использовать математический аппарат для автоматизации процессов подготовки анимации.

Указанные выше программные пакеты отличаются относительной простотой, однако наиболее популярными анимационными пакетами считаются Macromedia Flash, Macromedia Director и пакет мультимедиа Hyper Method. Ниже мы более подробно остановимся на их особенностях.

3.1.4 Видеоинформация

Электронные издания могут содержать не только текстовую информацию и графику, но и видеокомпоненты.

Видеоинформация представляется в форме видеоклипов (видеороликов), т.е. наборов последовательно выводимых друг за другом взаимосвязанных изображений-кадров (видеокадров). Если скорость появления видеокадров превышает частоту слияния мельканий (порядка 25 кадров), то у пользователя создается впечатление непрерывного движения объектов (full-motion video - полнокадровое видео). Этот принцип был реализован в кино и в настоящее время остается основным при оцифровке видеоизображения. Видеоизображения могут воспроизводиться как в отдельном окне программы просмотра на части экрана, так и в размерах экрана (full-screen video - полноэкранное видео).

Объем одной секунды видеоролика с частотой 30 кадр/с при разрешении 640×480 пикселов, представленных 8-разрядным кодом (256 цветов), составляет 9 Мбайт. При использовании 24-разрядной цветовой палитры (16 млн. цветов) и разрешении 1280×1024 эта цифра увеличится до 114 Мбайт, в связи с чем особую актуальность приобретают вопросы хранения и передачи информации.

Проблема хранения данных большого объема упростилась с появлением дисководов CD-ROM и жестких дисков большой емкости. Но их емкости и скорости передачи данных (1-3 Мбайт/с) все еще недостаточны для использования указанных накопителей для хранения и обработки видеоинформации обычными традиционными методами.

Методы, алгоритмы и устройства сжатия видеоданных объединяются под общим названием - CODEC (Cоmpressor-DECompressor). Задача видеокодека заключается в максимально возможном сжатии видеоизображения и его последующем восстановлении (декомпрессии) с высокой скоростью и минимальными искажениями информации. Как правило, методы сжатия видеоинформации основаны на поиске избыточной информации и удалении ее с целью уменьшения объема. При этом могут использоваться различные алгоритмы сжатия. Некоторые основаны на внутрикадровом сжатии, т.е. сжимается информация по каждому отдельному кадру; другие базируются на межкадровом сжатии, при котором фиксируется динамика изменения информации по кадрам. В этом случае последующие кадры формируются на основе информации об изменении предыдущего кадра.

Чтобы видеоданные успевали выводиться на экран, необходимо обеспечить их быстрое декодирование (восстановление). Многие известные фирмы разработали свои собственные видеостандарты и файловые форматы для них. Каждый стандарт обладает определенным быстродействием и качеством.

В системах Windows 3.xx и выше распространен видеостандарт AVI (Audio Video Interleaved). Файлы этого стандарта имеют расширение *.avi. Доступ к ним осуществляется через программу Media Player. В AVI-файле применяется межкадровое сжатие. Оно содержит один ключевой кадр, относительно которого формируются остальные кадры видеоизображения.

Утверждается, что AVI-файлы могут воспроизводиться с частотой 24 кадр/с. Но в большинстве случаев они записываются с частотой 15-18, а иногда и 10 кадр/с, чтобы уменьшить занимаемый объем. AVI-файл длительностью 1 с занимает от нескольких десятков до нескольких сотен килобайт (обычно 50-300 Кбайт). Достоинство AVI состоит в том, что для проигрывания файлов этого стандарта не требуется никакого дополнительного аппаратного обеспечения, кроме мощного высокопроизводительного компьютера. Поэтому обычно для создания AVI-файлов целесообразно использовать специальную микропроцессорную плату.

Для передачи телепрограмм по каналам связи используется формат MPEG-1. Он обладает разрешением 352×288 точек для стандарта PAL; 352×240 точек для стандарта NTSC и кино. Частота кадров: 25 (PAL), 29,97 (NTSC), 23,976 (кино). Скорость передачи данных 384 Кбит/с - 5 Мбит/с.

Видеоинформацию в формате MPEG-1 можно просматривать без специальной платы - декодера, с помощью программных проигрывателей на мощных компьютерах с процессорами Pentium (Pentium-133, Pentium-166 и выше) и высокопроизводительными видеоадаптерами.

Сравнительно недавно был создан новый, более совершенный стандарт для высококачественного видео - МРЕG-2. Данный стандарт предусматривает сжатие видеоданных при потоке цифровой информации от 3 до 10 Мбит/с и обеспечивает разрешение 704×576 пикселов. MPEG-2 в основном используется для трансляции телепрограмм через спутники связи. На основе этого стандарта принят международный стандарт цифрового вещания (DVB).

Закончилась разработка нового стандарта хранения информации на компакт-дисках высокой плотности. В данной разработке участвуют многие фирмы, среди которых такие известные, как Toshiba, Philips и Sony. Диск назван DVD - Digital Video Disk. Стандарт DVD полностью совместим с предыдущими стандартами дисков CD (Audio-CD, Video-CD, Photo-CD и т.д). Устройства DVD в соответствии с принятым стандартом позволяют просматривать видеоинформацию синхронно с объемным пятиканальным звуком Surround Sound.

Обработка видеоинформации включает несколько этапов: оцифровку, создание видеороликов или видеоклипов и их последующее воспроизведение.

Обработка видеоинформации требует высокого быстродействия используемых вычислительных структур. Практически подобные вычисления требуют выполнения миллиардов специализированных операций над пикселами изображений. Очевидно, что скорость их выполнения существенно зависит от быстродействия процессора.

Стандартные PC являются универсальными машинами, т.е. оказываются сравнительно медленными с точки зрения решения данной задачи.

Оцифрованные фрагменты видеоизображений перед записью на диск подвергаются компрессии и представляются в формате MPEG. Сохранение информации может сопровождаться ее потерей.

Если после завершения монтажа необходимо записать на видеоленту готовый видеофрагмент, то необходима упомянутая выше карта ввода-вывода видеоинформации. Сегодня существует большое многообразие таких карт.

К устройствам для работы с видеосигналами на компьютерах IBM PC можно отнести устройства для ввода и захвата видеопо-следовательностей (capture-play), фрейм-грабберы, ТV-тюнеры, преобразователи сигналов VGA-TV и MPEG-плейеры. Следует отметить, что их функциональные возможности выходят далеко за рамки сферы электронных изданий.

Видеоинформация может воспроизводиться программами типа Media Player одновременно со звуком. В этом случае для монтажа, как правило, используются программы, обеспечивающие комплексную обработку информации - видео- и аудиоданных. К таким программным средствам относят Adobe Premiere, Ulead Media Studio Pro и другие.